2019屆高考物理(人教版)第一輪復習課時作業(yè)x351動量定理動量守恒定律及其

1、.選修 3-5動量守恒定律波粒二象性原子結構與原子核第 1 課時動量定理動量守恒定律及其應用基本技能練1.在如圖 1 所示的裝置中，木塊 B 與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈 A 沿水平方向射入木塊后留在其中，將彈簧壓縮到最短。若將子彈、木塊和彈簧合在一起作為系統(tǒng)，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入到彈簧被壓縮至最短的整個過程中()圖 1A 動量守恒，機械能守恒B動量不守恒，機械能不守恒C動量守恒，機械能不守恒D動量不守恒，機械能守恒解析子彈射入木塊是瞬間完成的，這個過程相當于子彈與木塊發(fā)生一次完全非彈性碰撞，動量守恒，機械能不守恒，一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。之后木塊(連同子彈 )壓縮彈簧，將其動能轉(zhuǎn)化為彈

2、性勢能，這個過程機械能守恒，但由于左側擋板的支持力的沖量作用，使系統(tǒng)的動量不斷減少，動量不守恒。所以整個過程中，動量和機械能均不守恒。答案B- ·.2. (多選 )如圖 2 所示， A、B 兩物體的質(zhì)量 m AmB，中間用一段細繩相連并有一被壓縮的彈簧，放在平板小車 C 上后， A、B、C 均處于靜止狀態(tài)。若地面光滑，則在細繩被剪斷后， A 、B 從 C 上滑離之前， A 、B 在 C 上向相反方向滑動過程中()圖 2A 若 A、 B 與 C 之間的摩擦力大小相同，則A 、B 組成的系統(tǒng)動量守恒，A、B、C 組成的系統(tǒng)動量也守恒B若 A、 B 與 C 之間的摩擦力大小不相同，則A、B

3、、C 組成的系統(tǒng)動量也不守恒C若 A、 B 與 C 之間的摩擦力大小不相同，則但 A、B、 C 組成的系統(tǒng)動量守恒A 、 B 組成的系統(tǒng)動量不守恒，A、B 組成的系統(tǒng)動量不守恒，D以上說法均不對解析當 A、 B 兩物體組成一個系統(tǒng)時，彈簧的彈力為內(nèi)力，而A、 B 與 C 之間的摩擦力為外力。當A、 B 與 C 之間的摩擦力等大、反向時，A、B 組成的系統(tǒng)所受外力之和為零，動量守恒；當A、B 與 C 之間的摩擦力大小不相等時，A、B 組成的系統(tǒng)所受外力之和不為零，動量不守恒。而對于A、B、C 組成的系統(tǒng)，由于彈簧的彈力，A 、B 與 C 之間的摩擦力均為內(nèi)力，故不論A、B 與 C之間的摩擦力的大

4、小是否相等，A、B、C 組成的系統(tǒng)所受外力之和圴為零，故系統(tǒng)的動量守恒。答案AC3(多選 )質(zhì)量都為 m 的小球 a、b、c 以相同的速度分別與另外三個質(zhì)量都為M 的靜止小球相碰后，a 球被反向彈回，b 球與被碰球粘合在一起仍沿原方向運動，c 球碰后靜止，則下列說法正確的是- ·.()A m 一定小于 MBm 可能等于 MCb 球與質(zhì)量為 M 的球組成的系統(tǒng)損失的動能最大Dc 球與質(zhì)量為 M 的球組成的系統(tǒng)損失的動能最大解析由 a 球被反向彈回，可以確定三小球的質(zhì)量m 一定小于 M ；當兩小球發(fā)生完全非彈性碰撞時損失的動能最大，b 球與被碰球粘合在一起，發(fā)生的是完全非彈性碰撞。答案A

5、C4 (多選 )一只小球沿光滑水平面運動，垂直于墻面撞到豎直墻上。小球撞墻前后的動量變化量為p ，動能變化量為E。關于p 和 E 下列說法正確的是()A 若 p 最大，則E 也最大B若p 最大，則E 一定最小C若p 最小，則E 也最小D若p 最小，則E 一定最大解析當小球原速率返回時，p 最大，而E0，選項 B 正確， A 錯誤；當小球撞到墻后速度減為零時，p 最小，而E 最大，選項 D 正確， C 錯誤。答案BD5物體的動量變化量的大小為5 kg m/s ·，這說明()A 物體的動量在減小B物體的動量在增大C物體的動量大小也可能不變D物體的動量大小一定變化解析動量是矢量，動量變化了

6、5 kg ·m/s ，物體動量的大小可以增大，也可以減小，還可能不變。若物體以大小為5 kg m/s · 的動量做勻速圓周運動時，物體- ·.的動量大小保持不變，當末動量方向與初動量方向間的夾角為60 °時，物體的動量變化量的大小為5 kg m/s ·。答案C6. (多選 )光滑水平地面上， A、B 兩物體質(zhì)量都為 m ，A 以速度 v 向右運動， B 原來靜止，左端有一輕彈簧，如圖3 所示，當 A 撞上彈簧，彈簧被壓縮最短時()圖 3A A、B 系統(tǒng)總動量仍然為mvBA 的動量變?yōu)榱鉉B 的動量達到最大值DA、B 的速度相等解析系統(tǒng)水平方向動

7、量守恒，A 正確；彈簧被壓縮到最短時A、 B 兩物體具有相同的速度，D 正確、 B 錯誤；但此時B 的速度并不是最大的，因為彈簧還會彈開，故B 物體會進一步加速，A 物體會進一步減速，C 錯誤。答案AD7(多選 )兩個小球 A、B 在光滑水平面上相向運動，已知它們的質(zhì)量分別是m 1 4kg ，m22 kg ， A 的速度 v1 3 m/s( 設為正 ) ， B 的速度 v2 3 m/s ，則它們發(fā)生正碰后，其速度可能分別是()A 均為 1 m/sB 4 m/s 和 5 m/sC 2 m/s 和 1 m/sD 1 m/s 和 5 m/s解析由動量守恒，可驗證四個選項都滿足要求。再看動能情況：12

8、1211k1 1 m v2m2 ×4×9 J ×2×9 J 27 J2222Ek m11v1 2 1 m2v 222- ·.由于碰撞過程動能不可能增加，所以應有EkEk ，可排除選項 B。選項 C 雖滿足 EkEk ，但 A、B 沿同一直線相向運動，發(fā)生碰撞后各自仍能保持原來速度方向 (v A 0，vB 0)，這顯然是不符合實際的，因此C 錯誤。驗證選項 A 、D 均滿足 Ek Ek，故答案為選項A( 完全非彈性碰撞)和選項 D( 彈性碰撞 )。答案AD8質(zhì)量是 60 kg 的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護，使他懸掛起來。己知安

9、全帶的緩沖時間是1.2 s ，安全帶長5 m ，取 g10 m/s 2，則安全帶所受的平均沖力的大小為()A 500 NB 600 NC1 100 ND100 N解析安全帶長5 m ，人在這段距離上做自由落體運動，獲得速度v2gh10 m/s 。受安全帶的保護經(jīng)1.2 s 速度減小為 0，對此過程應用動量定理，以向mv60×10上為正方向，有(F mg)t 0(mv) ，則 F t mg 1.2N 60×10 N 1100N。答案 C能力提高練9 (2014 ·重慶卷， 4)一彈丸在飛行到距離地面5 m 高時僅有水平速度 v 2 m/s ，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛

10、出，甲、乙的質(zhì)量比為 3 1，不計質(zhì)量損失，取重力加速度 g10 m/s 2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()- ·.解析由于彈丸爆炸后甲、乙兩塊均水平飛出，故兩塊彈片都做平拋運動，由122h2×5 平拋運動規(guī)律 h可知 t，若甲水平位移為2gtg10 s1 s3x 2.5x1m 時，則 v 甲 t2.5 m/s ，則由彈丸爆炸前后動量守恒，可得mv0 4mv 甲 4mv 乙，代入數(shù)據(jù)解得v 乙 0.5m/s ，方向與 v 甲相同，水平向前，故 A 錯， Bx對。若乙水平位移為x 2 m 時，則 v 乙 t 2 m/s ，即乙塊彈片爆炸前后速度不變，由動量守恒定

11、律知，甲塊彈片速度也不會變化，不合題意，故C、D 均錯。答案 B10 如圖 4 所示，光滑水平面上有 A、B 兩個物體， A 物體的質(zhì)量 mA1 kg ，B 物體的質(zhì)量 m B4 kg ，A、B 兩個物體分別與一個輕彈簧拴接， B 物體的左端緊靠豎直固定墻壁，開始時彈簧處于自然長度，A、B 兩物體均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)用大小為 F 10 N 的水平恒力向左推 A，將彈簧壓縮了 20 cm 時， A 的速度恰好為 0，然后撤去水平恒力，求：圖 4- ·.(1) 運動過程中 A 物體的最大速度；(2) 運動過程中 B 物體的最大速度。解析(1) 恒力做的功為：W Fx2 J彈簧具有的最大彈性

12、勢能為：EpW 2 J12彈簧完全彈開達到原長時，A 速度達到最大，設為vAm ，則： Ep 2mAvAm，可2Ep得 vAm mA 2 m/s 。(2) 當彈簧再次達到原長時，B 物體的速度最大，設為vBmmAvAm mAvA mBvBm121212mAvAm mA vA mB vBm222解得 vBm 0.8 m/s 。答案(1)2 m/s(2)0.8 m/s11一艘帆船在湖面上順風航行，在風力的推動下做速度為v04 m/s 的勻速直線運動。若該帆船在運動狀態(tài)下突然失去風力的作用，則帆船在湖面上做勻減速直線運動，經(jīng)過t8 s 才可靜止。該帆船的帆面正對風的有效面積S10 m2，帆船的總質(zhì)量

13、約為 M936 kg 。若帆船在航行過程中受到的阻力恒定不變，空氣的密度為 1.3 kg/m 3 ，在勻速行駛狀態(tài)下估算：(1) 帆船受到風的推力 F 的大??；(2) 風速的大小 v。解析(1)風突然停止，帆船只受到阻力Ff 的作用，做勻減速直線運動，設帆船的加速度為a，則0 v02a0.5 m/s根據(jù)牛頓第二定律有FfMa，所以 Ff 468 N則帆船勻速運動時，有FFf 0解得 F 468 N- ·.(2) 設在時間 t 內(nèi)，正對著吹向帆面的空氣的質(zhì)量為m，根據(jù)動量定理有Ft m(v 0v)又因為 m S(vv0)t，所以2FtS(vv0) t，解得 v10 m/s 。12.在光滑的冰面上放置一個截面為四分之一的圓弧，圓弧的半徑足夠大且為光滑自由曲面。一個坐在冰車上的小孩手扶一小球靜止在冰面上。圖 5已知小孩和冰車的總質(zhì)量為 m1，小球的質(zhì)量為 m2，曲面質(zhì)量為 m3，某時刻小孩將小球以 v0 的速度向曲面推出 (如圖 5 所示 )。(1) 求小球在圓弧面上能上升的最大高度；(2) 若 m1 40 kg ，m22 kg ，小孩將小球推出后還能再接到小球，試求曲面質(zhì)量 m 3 應滿足的條件。解析(1)小球在曲面上運動到最大高度時兩者共速，速度為v，小球與曲面的2 023)v系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒，有m v (m m121(m 2 m3 )